EP0292954A2 - Verwendung von optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureestern als Dotierstoffe in Flüssigkristallmischungen, diese enthaltende Flüssigkristallmischungen und neue optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester - Google Patents

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EP0292954A2
EP0292954A2 EP88108381A EP88108381A EP0292954A2 EP 0292954 A2 EP0292954 A2 EP 0292954A2 EP 88108381 A EP88108381 A EP 88108381A EP 88108381 A EP88108381 A EP 88108381A EP 0292954 A2 EP0292954 A2 EP 0292954A2
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optically active
liquid crystal
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Hans-Rolf Dr. Dübal
Claus Dr. Escher
Wolfgang Dr. Hemmerling
Ingrid Dr. Müller
Dieter Dr. Ohlendorf
Rainer Dr. Wingen
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Definitions

  • liquid crystals have found their way into various technical fields in which electro-optical and display device properties are required (e.g. in watch, calculator and typewriter displays). These display devices are based on the dielectric alignment effects in the nematic, cholesteric and / or smectic phases of the liquid-crystalline compounds, the - caused by the dielectric anisotropy - the molecular longitudinal axis of the. Connections occupies a preferred orientation in an applied electrical field. The usual switching times for these display devices are rather too long for many other potential fields of application of liquid crystals, which in themselves are very promising chemical compounds due to their unique properties. This disadvantage is particularly noticeable when a large number of pixels have to be driven, which reduces the manufacturing costs of devices which contain larger areas, e.g. Video devices, oscillographs or television, radar, EDP or typewriter screens become too high.
  • Video devices, oscillographs or television, radar, EDP or typewriter screens become too high.
  • optically active smectic liquid crystal phases have also become increasingly important in recent years.
  • Clark and Lagerwall were able to show that the use of ferroelectric liquid crystal systems in very thin cells leads to electro-optical switching or display elements that have switching times that are up to a factor of 1000 faster than that of conventional TN ("twisted nematic") cells (see, e.g., Lagerwall et al. "Ferroelectric Liquid Crystals for Displays” SID Symposium, October Meeting 1985, San Diego, Ca., USA). Because of these and other beneficial properties, e.g. the bistable switching option and the almost independent viewing angle contrast, FLC's are basically for the above-mentioned areas of application, e.g. via a matrix control, well suited.
  • Another electro-optical effect which is referred to as an electroclinic effect, is shown by orthogonal chiral smectic phases, for example - , .
  • This effect [p. Garoff and RB Meyer, Phys. Rev. Lett. 38, 848 (1977)] consists of a field-induced inclination of the molecules, the angle of inclination 8 of which changes in proportion to the applied field.
  • the molecules of the orthogonal phases can therefore follow the field change continuously, and in particular they can follow an alternating field up to a cutoff frequency f ⁇ , while ferroelectric systems suddenly change and maintain their angle of inclination when a certain field strength is reached until a corresponding opposing field is applied (bistable Switching).
  • ferroelectric and the electroclinic can be used to build electro-optical switching and display elements. This requires either compounds that form inclined or orthogonal smectic phases and are themselves optically active, or one can ferroelectric or electroclinically by doping compounds that form such smectic phases but are not optically active with optically active compounds induce smectic phases.
  • the desired phase should be stable over the largest possible temperature range.
  • a uniform planar orientation of the liquid crystals is necessary to achieve a good contrast ratio in electro-optical components.
  • a good orientation in the S - and -Phase can be achieved if the phase sequence of the liquid crystal mixture with decreasing temperature is: Isotropic - N * ⁇ S ⁇ p
  • the prerequisite is that the pitch (pitch of the helix) in the N * phase is very large (greater than 10 ⁇ m) or even better completely compensated (T. Matsumoto et al., Pp. 468-470, Proc. Of the 6th Int Display Research Cong., Japan Display, Sept. 30 - Oct. 2, 1986, Tokyo, Japan; M. Murakami et al., Ibid. S.344 - S.347).
  • the radical R 2 in the general formula (IV) is not equal to H, so that the second carbon atom in the oxirane ring is also chiral.
  • the new compounds of the general formula (I), in particular (IV), preferably include the compounds mentioned by name in the examples.
  • the esterification is carried out with (11) in the presence of Brönstedt or Lewis acids, if appropriate in the presence of water-binding agents, or with condensation reagents such as N, N'-carbonyldiimidazole, dicyclohexylcarbodiimide or azodicarboxylic acid ester / triphenylphosphine.
  • condensation reagents such as N, N'-carbonyldiimidazole, dicyclohexylcarbodiimide or azodicarboxylic acid ester / triphenylphosphine.
  • the reaction product can be purified by measures known per se
  • Phenol or thiophenol bodies of the formula (II) are known.
  • the methods for the preparation of the derivatives of oxirane-2-carboxylic acid (III) are also known, e.g. Sharpless et al., J. Org. Chem. 46, 3936 (1981); Djerassi et al., J. Am. Chem. Soc. 105, 2408 (1983).
  • liquid crystal mixtures according to the invention form liquid crystal phases and contain at least one optically active oxirane-2-carboxylic acid ester.
  • liquid crystal phase includes nematic cholesteric, orthogonal smectic or "tilted” - smectic, in particular, -, - - and Phases to understand.
  • the liquid crystal mixtures consist of 2 to 20, preferably 2 to 15 components, including at least one of the chiral compounds claimed according to the invention.
  • the other constituents are preferably selected from the known compounds with nematic, cholesteric and / or smectic, for example S A phases, and / or inclined smectic phases; these include, for example, Schiff bases, biphenyls, terphenyls, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, N-, S- or O-containing heterocycles (eg pyrimidines), cinnamic acid esters, cholesterol esters, ver separated bridged terminal polar polynuclear esters of p-alkylbenzoic acids.
  • nematic, cholesteric and / or smectic for example S A phases, and / or inclined smectic phases; these include, for example, Schiff bases, biphenyls, terphenyls, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, N-, S- or O-containing heterocycle
  • the commercially available liquid crystal mixtures are present before the addition of the optically active compound (s) as mixtures of a wide variety of components, at least one of which is mesogenic, ie as a compound, in a derivatized form or in a mixture with certain co-components which shows a liquid crystal phase which allows at least one enantiotropic (clarification temperature> melting temperature) or monotropic (clarification temperature ⁇ melting temperature) mesophase formation.
  • the liquid crystal mixture contains, in addition to at least one of the optically active compounds claimed according to the invention, an ester compound with a S c phase, for example a phenyl alkoxybenzoate, or a biaromatic compound with a nitrogen-containing heterocycle, for example an alkylpyrimidinylalkoxybenzene.
  • an ester compound with a S c phase for example a phenyl alkoxybenzoate, or a biaromatic compound with a nitrogen-containing heterocycle, for example an alkylpyrimidinylalkoxybenzene.
  • the liquid crystal mixtures generally contain 0.05 to 70% by weight, in particular 0.1 to 50% by weight, of the compound (s) according to the invention.
  • the compounds according to the invention are particularly suitable as dopants for inclined-smectic liquid crystal phases, since they convert them into ferroelectric liquid crystal phases; the values for the spontaneous polarization (P s ) are 10 mol% doping and at 25 ° C in the range of about 1-15 nC / cm 2 and in the range of about 10-150 nC / cm 2 linear extrapolated to the pure Connection, sometimes the values for P s are even higher.
  • the switching times of the new systems are often less than 100 ⁇ s with 10 mol% doping, 25 C and a switching voltage of ⁇ 10 V / ⁇ m.
  • the result of Substance Example 7, which has the R, R configuration and has the highest spontaneous polarization and the shortest switching time, is particularly prominent (see Table 1, Application Example A9).
  • the compounds according to the invention can also be used to achieve the electroclinic effect in orthogonal smectic phases ( , , ) are used.
  • the values for the spontaneous polarization (P s in nC • cm -2 ), for the switching time r (in ⁇ s) and for the optical angle of inclination of the S c phase ⁇ (in °) of the mixture were determined.
  • the P S values are determined according to the method of H. Diamant et al. (Rev. Sci. Instr., 28, 30, 1957), using a special measuring cell [Skarp et al. in Ferroelectric Letters Vol. 06, 67 (1986)], in which the r and ⁇ values are also determined. With a cell layer thickness of approx. 2 ⁇ m, a uniform planar orientation of the liquid crystals in the S c phase is achieved by shearing [SSFLC technique.
  • the measuring cell is attached to the turntable of a polarizing microscope between the crossed analyzer and polarizer.
  • the optical inclination angle or switching angle 2 ⁇ is determined by rotating the measuring cell from maximum to minimum light passage.
  • the switching time ⁇ is determined by measuring the rise time of the light signal from 10 to 90% signal level.
  • the switching voltage is ⁇ 10 V / ⁇ m.
  • the S c range of the respective mixture is given; the values in brackets indicate the subcoolable lower temperature limit of the S c range.
  • one of the compounds according to the invention was mixed into the non-chiral liquid crystal mixture (C) with the phase sequence I ⁇ N - S A - S c and their twisting capacity (generation of a helix) in the nematic and the Phase examined.
  • the pitch of the induced helix was determined as in P. Kassubek et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 8, pages 305 to 314, 1969, in a wedge cell with an orientation layer by measuring the dislocation lines under a polarizing microscope.
  • the determination of the pitch in the S Phase was carried out using the diffraction pattern of a He-Ne laser beam (K. Kondo et al. Jpn. J. Appl. Phys. 21, 224 (1982)) and by measuring the dislocation stripes in a polarizing microscope. Table 2 summarizes the results.
  • Example 10 Application Example A21
  • the enormous twisting power of the substance of Example 10 is therefore in both the N 'and the S Phase is ideally suited for pitch compensation in liquid crystal mixtures.
  • the compounds of formula (I) induce the electroclinic effect in orthogonal smectic phases (S A , S B , S E ), the magnitude of which is indicated by the differential coefficient (de / dE).
  • ⁇ is the angle of inclination induced by the electric field E. This size was measured in the Phase, but in the same "bookshelf” arrangement and in the same cell that was also used for the polarization measurements (see application example A1 to A20).
  • the angle of inclination induced by the electric field is measured in the polarizing microscope with crossed polarizers by finding the dark positions, reading the associated angles on the turntable and subtracting the field-free angles from them.

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Abstract

Optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester mit einem mesogenen Molekülbaustein eignen sich als Dotierstoffe in Flüssigkristallmischungen. Sie führen zu flüssigkristallinen ferroelektrischen Phasen mit kurzen Schaltzeiten und zu elektroklinen Phasen mit großen elektroklinen Koeffizienten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sie eine Helix mit sehr kleiner Ganghöhe induzieren, so daß sie auch zur Helixkompensation in LC-Mischungen geeignet sind.

Description

  • Flüssigkristalle haben insbesondere im letzten Jahrzehnt Eingang in verschiedene technische Gebiete gefunden, in denen elektro-optische und Anzeigevorrichtung-Eigenschaften gefragt sind (z.B. in Uhren-, Taschenrechner- und Schreibmaschinenanzeigen). Diese Anzeigevorrichtungen beruhen auf den dielektrischen Ausrichtungseffekten in den nematischen, cholesterischen und/oder smektischen Phasen der flüssigkristallinen Verbindungen, wobei - verursacht durch die dielektrische Anisotropie - die molekulare Längsachse der . Verbindungen eine bevorzugte Ausrichtung in einem angelegten elektrischen Feld einnimmt. Die üblichen Schaltzeiten bei diesen Anzeigevorrichtungen sind für viele andere potentielle Anwendungsgebeite von Flüssigkristallen, die an sich für die Technik wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften sehr vielversprechende chemische Verbindungen sind, eher zu lang. Dieser Nachteil macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn eine große Anzahl von Bildpunkten angesteuert werden muß, wodurch die Herstellungskosten von Geräten, die größere Flächen enthalten, z.B. Videogeräte, Oszillographen oder Fernseh-, Radar-, EDV- oder Schreibautomaten-Bildschirme, zu hoch werden.
  • Neben den nematischen und cholesterischen Flüssigkristallen haben seit einigen wenigen Jahren in zunehmendem Maß auch optisch aktive smektische Flüssigkristall-Phasen an Bedeutung gewonnen.
  • Clark und Lagerwall konnten zeigen, daß die Verwendung ferroelektrischer Flüssigkristallsysteme in sehr dünnen Zellen zu elektro-optischen Schalt- oder Anzeigeelementen führt, die im Vergleich mit den herkömmlichen TN ("twisted nematic")-Zellen um bis zu einem Faktor 1000 schnellere Schaltzeiten haben (vgl. z.B. Lagerwall et al. "Ferroelectric Liquid Crystals for Displays" SID Symposium, October Meeting 1985, San Diego, Ca., USA). Aufgrund dieser und anderer günstiger Eigenschaften, z.B. der bistabilien Schaltmöglichkeit und des nahezu blickwinkelunabhängigen Kontrasts, sind FLC's grundsätzlich für die obengenannten Anwendungsgebiete, z.B. über eine Matrixansteuerung, gut geeignet.
  • Einen anderen elektro-optischen Effekt, der als elektrokliner Effekt bezeichnet wird, zeigen orthogonale chirale smektische Phasen, z.B. -
    Figure imgb0001
    ,
    Figure imgb0002
     ,
    Figure imgb0003
    Dieser Effekt [S. Garoff und R.B. Meyer, Phys. Rev. Lett. 38, 848 (1977)] besteht in einer feldinduzierten Neigung der Moleküle, deren Neigungswinkel 8 sich proportional zum angelegten Feld ändert. Die Moleküle der orthogonalen Phasen können daher der Feldänderung kontinuierlich folgen, und sie können insbesondere einem Wechselfeld bis zu einer Grenzfrequenz fα folgen, während ferroelektrische Systeme jeweils beim Erreichen einer bestimmten Feldstärke ihren Neigungswinkel sprunghaft ändern und beibehalten, bis ein entsprechendes gegensinniges Feld angelegt wird (bistabiles Schalten).
  • Beide Effekte, der ferroelektrische, wie der elektrokline, lassen sich je nach ihren speziellen Eigenschaften zum Bau von elektro-optischen Schalt- und Anzeigeelementen ausnutzen. Man benötigt dazu entweder Verbindungen, die geneigte bzw. orthogonale smektische Phasen ausbilden und selbst optisch aktiv sind, oder man kann durch Dotierung von Verbindungen, die zwar solche smektischen Phasen ausbilden, selbst aber nicht optisch aktiv sind, mit optisch aktiven Verbindungen ferroelektrische bzw. elektrokline smektische Phasen induzieren. Die gewünschte Phase soll dabei über einen möglichst großen Temperaturbereich stabil sein.
  • Zur Erzielung eines guten Kontrastverhältnisses in elektro-optischen Bauelementen ist eine einheitliche planare Orientierung der Flüssigkristalle nötig. Eine gute Orientierung in der S
    Figure imgb0004
     - und
    Figure imgb0005
    -Phase läßt sich erreichen, wenn die Phasenfolge der Flüssigkristallmischung mit abnehmender Temperatur lautet:
    Isotrop - N*→ S
    Figure imgb0006
    →S
    Figure imgb0007
    Voraussetzung ist, daß der pitch (Ganghöhe der Helix) in der N*-Phase sehr groß (größer 10 um) oder noch besser völlig kompensiert ist (T. Matsumoto et al., S. 468-470, Proc. of the 6th Int. Display Research Cong., Japan Display, Sept. 30 - Okt. 2, 1986, Tokio, Japan; M. Murakami et al., ibid. S.344 - S.347). Dies erreicht man, indem man zu der chiralen Flüssigkristallmischung, die in der N*-Phase z.B. eine linksdrehende Helix aufweist, einen weiteren optisch aktiven Dotierstoff, der eine rechtsdrehende Helix induziert, in solchen Mengen hinzugibt, daß die Helix gerade kompensiert wird.
  • Es wurde nun gefunden, daß optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester als Dotierstoffe in geneigtsmektischen Flüssigkristallphasen schon bei geringen Zumischmengen zu kurzen Schaltzeiten und in orthogonal smektischen Flüssigkristallphasen zu hohen elektrischen Koeffizienten führen. Besonders überraschend ist dabei, daß die Ganghöhe (pitch) der durch die Dotierung induzierten Helix in der N*-Phase so klein ist, daß bereits kleinste Zumengen zu einer verdrillten Phase mit gegenläufigem Drehsinn deren Verdrillung kompensieren können.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureestern als Dotierstoffe in Flüssigkristallsystemen. Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Flüssigkristallsystem, die optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester enthalten sowie neue optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester. Die gemäß der Erfindung einzusetzenden Oxiran-2-carbonsäureester entsprechen der allgemeinen Formel (I)
    Figure imgb0008
    in der die Symbole und Indices folgende Bedeutung haben: R'
    Figure imgb0009
    oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkenylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, wobei diese Reste selbst asymmetrische C-Atome enthalten können, eine oder mehrere nicht benachbarte -CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -CO-, -O-CO- und/oder -CO-O-ersetzt sein können, und wobei ein oder mehrere H durch F. Cl, Br oder CN ersetzt sein können.
    • R2 H oder Alkyl mit Ci-Cis, oder Cyclohexyl oder Bicyclohexyl, die auch jeweils in Position 4 bzw. 4 durch eine Alkylkette mit 1 bis 16 C-Atomen substituiert sein können,
    • R3 H oder Alkyl mit 1 bis 16 C-Atomen
    • j und I null, 1 oder 2
    • k und m null oder 1
    • n null, 1 oder 2
    • mit folgender Maßgabe: wenn j und/oder 1 = null sind, ist k = null; wenn n = null ist, ist m = null; die Summe j + I + n ist minimal 1 und maximal 3,
    • -A1, -A2
      Figure imgb0010
      Figure imgb0011
      Figure imgb0012
      Figure imgb0013
      Figure imgb0014
      Figure imgb0015
      Figure imgb0016
    • -M1, -M2 -CO-O, -O-CO, -CH2CH2, -CH=CH1 -CH20, -OCH2
    • X 0 oder S.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Symbole in der allgemeinen Formel (I) die folgende Bedeutung:
    • R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkyl- oder Alkenylrest mit 4 bis 14 C-Atomen, der ein asymmetrisches C-Atom enthalten kann, oder wobei eine -CH2-Gruppe durch -O-, -CO- oder -CO-O- ersetzt sein kann, oder wobei ein oder mehrere H durch F ersetzt sein können
    • R3 H oder Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen
    • j und I null oder 1
    • k, m, n null oder 1.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (IV) eingesetzt
    Figure imgb0017
    worin bedeuten:
    • R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 6 bis 12 C-Atomen, der ein asymmetrisches C-Atom enthalten kann;
    • -M 3 -0, -S, -O-CO oder -CO
    • -A4
      Figure imgb0018
      Figure imgb0019
      Figure imgb0020
      Figure imgb0021
      Figure imgb0022
      oder 2
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der allgemeinen Formel (IV) der Rest R2 ungleich H, so daß auch das zweite C-Atom im Oxiranring chiral ist. Zu den neuen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), insbesondere (IV) gehören bevorzugt die in den Beispielen namentlich genannten Verbindungen.
  • Zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden mesogene Phenole bzw. Thiophenole der allgemeinen Formel (11)
    R1(-A1)J(-M1)k(-A2)I(-M2)m(-A3)n-X-H (11)
    mit Derivaten der Oxiran-2-carbonsäure der Formel (III)
    Figure imgb0023
    umgesetzt, wobei Y eine OH-Gruppe oder Halogen bedeutet. Für Y = OH erfolgt die Veresterung mit (11) in Gegenwart von Brönstedt- oder Lewis-Säuren, ggf. in Gegenwart wasserbindender Mittel, oder mit Kondensationsreagentien wie N,N'-Carbonyldiimidazol, Dicyclohexylcarbodiimid oder Azodicarbonsäureester/Triphenylphosphin. Für Y = Halogen erfolgt die Umsetzung mit (II) in Gegenwart von Säurefängern, insbesondere Pyridin oder Triethylamin. Schließlich können auch die Alkali- oder Erdalkalisalze von (II) mit den Säurehalogeniden [(III) mit Y = Halogen] zu (I) umgesetzt werden. Das Reaktionsprodukt kann durch an sich bekannte Maßnahmen, z.B. Umkristallisieren oder chromatographische Trennverfahren, gereinigt werden.
  • Phenol- bzw. Thiophenolkörper der Formel (II) sind bekannt. Ebenso sind die Methoden zur Herstellung der Derivate der Oxiran-2-carbonsäure (III) bekannt, z.B. Sharpless et al., J. Org. Chem. 46, 3936 (1981); Djerassi et al., J. Am. Chem. Soc. 105, 2408 (1983).
  • Die Flüssigkristallmischungen gemäß der Erfindung bilden Flüssigkristall-Phasen und enthalten mindestens einen optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureester.
  • Unter dem Begriff "Flüssigkristall-Phase" sind nematische cholesterische, orthogonal smektische oder geneigt ("tilted")-smektische, insbesondere ,-
    Figure imgb0024
    -,
    Figure imgb0025
    - - und
    Figure imgb0026
    Phasen, zu verstehen. Die Flüssigkristallmischungen bestehen aus 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15 Komponenten, darunter mindestens einer der erfindungsgemäß beanspruchten chiralen Verbindungen.
  • Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den bekannten Verbindungen mit nematischen, cholesterischen und/oder smektischen, z.B. SA-Phasen, und/oder geneigt smektischen Phasen; dazu gehören beispielsweise Schiffsche Basen, Biphenyle, Terphenyle, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, N-, S- oder O-haltige Heterocyclen (z.B. Pyrimidine), Zimtsäureester, Cholesterinester, verschieden überbrückte, terminalpolar mehrkernige Ester von p-Alkylbenzoesäuren. Im allgemeinen liegen die im Handel erhältlichen Flüssigkristallmischungen bereits vor der Zugabe der optisch aktiven Verbindung(en) als Gemische verschiedenster Komponenten vor, von denen mindestens eine mesogen ist, d.h. als Verbindung, in derivatisierter Form oder im Gemisch mit bestimmten Cokomponenten eine Flüssigkristall-phase zeigt, die mindestens eine enantiotrope (Klärtemperatur > Schmelztemperatur) oder monotrope (Klärtemperatur < Schmelztemperatur) Mesophasenbildung erwärten läßt.
  • Insbesonder enthält die Flüssigkristall-Mischung neben mindestens einer der erfindungsgemäß beanspruchten optisch aktiven Verbindungen eine Esterverbindung mit Sc-Phase, z.B. einen Alkoxybenzoesäurephenylester, oder eine biaromatische Verbindung mit einem stickstoffhaltigen Heterocyclus, z.B. ein Alkylpyrimidinyl-alkoxy-benzol.
  • Von der oder den erfindungsgemäßen Verbindung(en) enthalten die Flüssigkristallmischungen im allgemeinen 0,05 bis 70 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 50 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind insbesondere als Dotierstoffe für geneigt-smektische Flüssigkristallphasen geeignet, da sie diese in ferroelektrische Flüssigkristall-Phasen umwandeln; die Werte für die spontane Polarisation (Ps) liegen bei 10 Mol-% Dotierung und bei 25 °C im Bereich von etwa 1-15 nC/cm2 und im Bereich von etwa 10-150 nC/cm2 linear extrapoliert auf die reine Verbindung, teilweise liegen die Werte für Pssogar noch höher.
  • Die Schaltzeiten der neuen Systeme liegen häufig unter 100 µs bei 10 Mol-% Dotierung, 25 C und einer Schaltspannung von ± 10 V/µm. Besonders hervorstehend ist das Ergebnis des Substanzbeispiels 7, das die R,R-Konfiguration besitzt und die höchste spontane Polarisation, sowie die kürzeste Schaltzeit aufweist (siehe Tabelle 1, Anwendungsbeispiel A9). Die erfindungegemäßen Verbindungen können auch zur Erzielung des elektroklinen Effektes in orthogonalen smektischen Phasen (
    Figure imgb0027
    ,
    Figure imgb0028
     ,
    Figure imgb0029
    ) eingesetzt werden.
    • Beispiel 1 (2R,35)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octylthiopyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8S, j = 1
  • Figure imgb0030
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0031
    • X = 0, R2 = C9H19, R3 = H]
  • Eine Lösung von 413 mg (2,0 mmol) Dicyclohexylcarbodiimid in 10 ml trochenem CH2Cl2wird unter Rühren bei Raumtemperatur mit 429 mg (2mmol) (2R,3S)-3-Nonyloxiran-2-carbonsäure, 633 mg (2 mmol) 4-(2-n-Octylthiopyrimidin-5-yl)phenol sowie 20 mg 4-Dimethylaminopyridin versetzt. Nach 4 stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird die Reaktionslösung im Vakuum eingeengt. Nach chromatographischer Reinigung und Umkristallisation aus n-Hexan werden 120 mg (12 %) farblose Kristalle erhalten. Die Substanz zeigt die Flüssigkristallphasenfolge: X 73 SA 93,5 I.
  • Analog werden erhalten:
    • Beispiel 2
  • (2R,3S)-3-Pentyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octylthiopyrimidin-5-yl)phenyl]-ester
    • [(I) mit R1 = H17 C8 S, j = 1,
  • Figure imgb0032
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0033
    • X = 0, R2 = C5 H11, R3 = H] Phasenfolge: X 61,4 SA 84,5 I Beispiel 3 (2R,3S)-3-Pentyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octyloxypyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R' = H17 C8 O, j = 1,
  • Figure imgb0034
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0035
    • X = O, R2 = C5 H11, R3 = H]
  • Phasenfolge: X 47,5 S2 75,6 S1 115,8
    • Beispiel 4 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octyloxypyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O,j = 1,
  • Figure imgb0036
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0037
    • X = 0, R2 = C9H19,R3 = H] Phasenfolge: X 55 S3 59 S2 93 SA 118 l Beispiel 5 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octyl-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0038
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0039
    • X = 0, R2 = C9H19, R3 = H] Phasenfolge: X 48 S2 99 SA 105 I Beispiel 6 (2R,3S)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octylpyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1= H17C8, j = 1,
  • Figure imgb0040
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0041
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Phasenfolge: X 66 SA 86 I Beispiel 7 (2R,3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure[4-(2-n-octyl-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8 ,j = 1,
  • Figure imgb0042
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0043
    • X = O, R2 = CH3, R3 = H] Schmelzpunkt: 77 C Beispiel 8 (2R,3S)-3-Octyl-oxiran-2-carbonsäure[4-(5-n-nonyl-pyrimidin-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H19C9 ,j = 1,
  • Figure imgb0044
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0045
    • X = 0, R2 = C8H17, R3 = H] Phasenfolge: X 53 SA 63 N* 64 I Beispiel 9 (2R,3S)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(5-n-octylpyrimidin-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8 ,j = 1,
  • Figure imgb0046
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0047
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 62 °C Beispiel 10 (2R.3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure[4-(5-n-octyl-pyrimidin-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8, j = 1,
  • Figure imgb0048
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0049
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 67 °C Beispiel 11 (2R,3S)-3-[trans-4-(trans-4-heptylcyclohexyl)cyclohexyl]-oxiran-2-carbonsäure-(4-decyloxy-phenyl)-ester [(I) mit R1 = H21C10O, j = k - 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0050
    • X = 0,
  • Figure imgb0051
    • R3 = H] Phasenfolge: X 67,2 SB 125,9 SA 164,4 I Beispiel 12 (2R,3S)-3-[trans-4-(trans-4'-Heptylcyclohexyl)cyclohexyl]-oxiran-2-carbonsäure-(4-dodecyioxy-phenyl)-ester [(I) mit R1 = H25C12O, j = k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0052
    • X=O,
  • Figure imgb0053
    • R3 = H] Phasenfolge: X 79 S1 156 I Beispiel 13 (2R,3S)-3-(trans-4-Pentyl-cyclohexyl)oxiran-2-carbonsäure-(4-dodecyloxy-phenyl)-ester [(I) mit R1 = H25C12O,j = k = 1 = m = null, n - 1,
  • Figure imgb0054
    • X=O,
  • Figure imgb0055
    • R 3 = H] Schmelzpunkt: 69 °C Beispiel 14 (2R,3S)-3-Octyl-oxiran-2-carbonsäure-(4 -octyloxy-biphenyl-4-yl)-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j = 1,
  • Figure imgb0056
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0057
    • X = 0, R2 = C8H17, R3 = H] Phasenfolge: X 117,5 S2 118 SA 119 l Beispiel 15 (2R,3S)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4-decyloxybenzoyloxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H21 C10O, j = 1,
  • Figure imgb0058
    • 0 k=1,-M1=-C-O,1=m=null,n=1,
  • Figure imgb0059
    • X = 0, R2 = C3H7 , R3 = H] Phasenfolge: X 82,5 N* 103,5 I Beispiel 16 (2R,3S)-3-Octyl-oxiran-2-carbonsäure = [4-(4-decyloxybenzoyloxy)biphenyl-4' -yl]-ester [(I) mit R1 = H21C10O,j = 1,
  • Figure imgb0060
    k=1,-M1=
    Figure imgb0061
    ,1 =m=null, n = 2,
    Figure imgb0062
  • X = O, R2 = C8H17, R3 = H]
  • Phasenfolge: X 117 S2 122 S
    Figure imgb0063
     186 N* 200 I
    • Beispiel 17 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4'-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j= 2,
  • Figure imgb0064
    • 0 k=1,-M1=- C-O, 1 =m=null, n = 1,
  • Figure imgb0065
    • X = O, R2 = C9H19, R3 = H] Schmelzpunkt: 139° C Beispiel 18 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4-(4-octyloxybenzoyloxy)benzoyloxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j = 1,
  • Figure imgb0066
    k = 1,-M1=
    Figure imgb0067
    I = 1,
    Figure imgb0068
    m = 1, -M2 =
    Figure imgb0069
    n = 1,
    Figure imgb0070
  • X = 0, R2 = C9H19 , R3 = H]
  • Phasenfolge: X 118 S
    Figure imgb0071
     167 S
    Figure imgb0072
     177 N* 207 I
    • Belspiel 19 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4-octyloxybenzyloxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j = 1,
  • Figure imgb0073
    • k = 1, -M1 =-CH2O, I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0074
    • X =0, R2 = C9 H19, R3 = H] Schmelzpunkt: 101° C Beispiel 20 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4'-octyl-biphenyl-4-methylenoxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 2,
  • Figure imgb0075
    • k = 1, -M1 =-CH2O, I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0076
    • X = O, R2 = C9H19, R3 = H] Schmelzpunkt: 164° C Beispiel 21 Bis[(2R,3S-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure]-4,4 -biphenyl-ester [(I) mit R1= (2R,3S)-3-Nonyl-oxiron-2-carbonyloxy, R2 = C9 H19 , R3 = H, j = k = I = m = null, n = 2,
  • Figure imgb0077
    • X = O] Schmelzpunkt: 158 °C Beispiel 22 (2R,3S)-3-Nonyl-oxiran-2-carbonsäure-[-(4-decyloxybenzoyloxy)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H21C10O, j = I,
  • Figure imgb0078
    k-I,-M1=
    Figure imgb0079
    I = m = null, n = 1,
    Figure imgb0080
    • X = 0, R3 = C9H19, R3 = H] Phasenfolge: X 91 Sc 102 N* 105 I Beispiel 23 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octylpyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0081
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0082
    • X = O, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 83 °C Beispiel 24 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[-(5-n-octyl-pyrimidin-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0083
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0084
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 40 °C Beispiel 25 (2R,3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure-(4-(2-n-octylthiopyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8S, j = 1,
  • Figure imgb0085
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0086
    • X = O, R2 = CH3, R3 = H] Schmelzpunkt: 67 °C Beispiel 26 (2R,3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-n-octyloxypyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j = 1,
  • Figure imgb0087
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0088
    • X = 0, R2 = CH3, R3 = H] Schmelzpunkt: 97 °C Beispiel 27 (2R,3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-((S)-7-methylnonyioxy)-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R' = H5C2CH(CH3)(-CH2)6 O, j = 1,
  • Figure imgb0089
    • k = I =m = null, n = 1,
  • Figure imgb0090
    • X = O, R2 = CH3, R3 = H] Schmelzpunkt: 87 °C Beispiel 28 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-((S)-7-methylnonyloxy)-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H5C2C H(CH3(-CH2)6O, j = 1,
  • Figure imgb0091
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0092
    • X = O, R2 = C3H7,R3 = H] Schmelzpunkt: 45 °C Beispiel 29 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-octyloxypyrimidin-5-yl)]phenyl-ester [(I) mit R1 = H17C8 O, j = 1,
  • Figure imgb0093
    • k = I = m = null, n = 1 m
  • Figure imgb0094
    • X = O, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 62 °C Beispiel 30 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[-(5-octyloxypyrimidin-2-yl)]phenyl-ester [(I) mit R1 = H17C8 O, j = 1,
  • Figure imgb0095
    • k = l = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0096
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 67 °C Beispiel 31 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[2-(4-octyloxy-phenyl)pyrimidin-5-yl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O, j = 1,
  • Figure imgb0097
    • k = I = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0098
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 83 °C Beispiel 32 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4-octyloxybenzoyloxy)-biphenyl-4'-yl]-ester [(I) mit R1 = H17C8O,j = k = I,
  • Figure imgb0099
    • -M' = -CO-O, 1 = m =1, n = 2,
  • Figure imgb0100
  • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H]
  • Phasenfolge: X (S 121 N* 123) 131 I
    • Beispiel 33 (2R,3R(-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-(10-undecen-1-yl)oxy-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R' = H2C = CH(-CH2)90, j = 1,
  • Figure imgb0101
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0102
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 =H] Schmelzpunkt: 61 °C Beispiel 34 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[-(2-(1,1-H-perfluoroctyl)oxy-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = F15C7CH2O,j = 1,
  • Figure imgb0103
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0104
    • X = O, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 99 °C Beispiel 35 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(5-octyl-1,3-dioxan-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0105
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0106
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 59 °C Beispiel 36 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-nonyloxypyrimidin-5-yl)phenyl]-ester ((l) mit R1 = H19C9O, j = 1
  • Figure imgb0107
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0108
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 68 °C Beispiel 37 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-decyloxypyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H21C10O, j = 1,
  • Figure imgb0109
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0110
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 70 °C Beispiel 38 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(5-octyl-pyridin-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0111
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0112
    • X = O, R2 C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 53 °C Beispiel 39 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[2-(4-pentyloxycarbonyl-phenyl)-pyrimidin-5-yl]-ester [(I) mit R1 = H11C5-CO-O, j = 1,
  • Figure imgb0113
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0114
    • X = O, R2 = C3H7,R3 = H] Schmelzpunkt: 82 °C Beispiel 40 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(4-trans-pentylcyclohexyl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H7C3,j = 1,
  • Figure imgb0115
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0116
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 46 °C Beispiel 41 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-(4-hexyloxyphenyl)pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H13C6O,j = 1 = n = 1,k = m = null,
  • Figure imgb0117
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Phasenfolge: X 121 SA 151 I Beispiel 42 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[2-(4-(5-oxo-hexyl)-oxy-phenyl)pyrimidin-5-yl]-ester [(I) mit R' = H3C-CO(-CH2)4O,j = 1,
  • Figure imgb0118
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0119
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 84 °C Beispiel 43 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(5-octyl-1,3-dithian-2-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = H17C8,j = 1,
  • Figure imgb0120
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0121
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 102 °C Beispiel 44 (2R,3R)-3-Propyl-oxiran-2-carbonsäure-[2-(4-(4-transpropylcyclohexyl)carbonyloxy-phenyl)pyrimidin-5-yl]-ester [(I) mit R1 = H7C3,j = k = 1 = n = 1, m = null,
  • Figure imgb0122
    • X = 0, R2 = C3H7, R3 = H] Schmelzpunkt: 141 °C Beispiel 45 (2R,3R)-3-Methyl-oxiran-2-carbonsäure-[4-(2-((S)-8-methyldecyl)-pyrimidin-5-yl)phenyl]-ester [(I) mit R1 = HsC2 C H(CH3)(-CH2)7,j = 1,
  • Figure imgb0123
    • k = 1 = m = null, n = 1,
  • Figure imgb0124
    • X = O, R2 = CH3 R3 = H] Schmelzpunkt: 73 C Anwendungsbeispiel A1 bis A20
  • Zur Überprüfung der Wirksamkeit der vorstehend beschriebenen Verbindungen als ferroelektrische Dotierstoffe in Flüssigkristall-System mit geneigten smektischen Phasen werden diese in Konzentrationen von jeweils 10 Mol-% mit dem Racemat der Verbindung (A)
    Figure imgb0125
  • Phasenfolge: K 14,9 Sc 49,8 SA 59,2 I(5° C)
  • 4-(5-Octyl-pyrimidin-2-yl)-1-(6-methyl-octyl-1-oxy)benzol bzw. der Verbindung (B)
    Figure imgb0126
  • Phasenfolge: K 17 SG 32,7 Sc 70,4 SA 73,3 I (- 3° C)
    • 4-(4-Decyloxy-phenyl-1-carbonyloxy)-1-(4-methyl-hexyl-oxy)benzol bzw. einer nicht-chiralen Grundmischung (C) der Phasenfolge
  • K13Sc51 SA62 N 67 I (C)
    • bzw. einer weiteren nicht-chiralen Grundmischung (D) der Phasenfolge K 12,5 Sc 83 SA 95 N 100 I (D) gemischt.
  • Es wurden jeweils die Werte für die spontane Polarisation (Ps in nC•cm-2), für die Schaltzeit r (in µs) und für den optischen Neigungswinkel der Sc-Phase θ (in°) der Mischung bestimmt. Die PS- Werte werden nach der Methode von H. Diamant et al. (Rev. Sci. Instr., 28, 30, 1957) gemessen, wobei eine spezielle Meßzelle [Skarp et al. in Ferroelectric Letters Vol. 06, 67 (1986)] verwendet wird, in der auch die r- und θ-Werte bestimmt werden. Bei einer Zellenschichtdicke von ca. 2um wird durch Scherung eine einheitliche planare Orientierung der Flüssigkristalle in der Sc-Phase erreicht [SSFLC-Technik. Clark et al., Appl. Phys. Lett. 36, 899 (1980)]. Zur Bestimmung von π und θ wird die Meßzelle auf dem Drehtisch eines Polarisationsmikroskops zwischen gekreuztem Analysator und Polarisator befestigt. Durch Drehen der Meßzelle von maximalen zu minimalen Lichtdurchgang wird der optische Neigungswinkel bzw. Schaltwinkel 2 θ bestimmt. Mit Hilfe einer Photodiode erfolgt die Bestimmung der Schaltzeit π indem die Anstiegszeit des Lichtsignals von 10 auf 90 % Signalhöhe gemessen wird. Die Schaltspannung beträgt ± 10 V/µm. Neben den Werten für Ps, r, 2θ ist der Sc-Bereich der jeweiligen Mischung angegeben; die Werte in Klammern geben dabei die unterkühlbare untere Temperaturgrenze des Sc-Bereichs an.
  • Die Tabelle 1 faßt die Ergebnisse zusammen.
    Figure imgb0127
    • Anwendungsbeispiels A21 bis A30
  • In die nicht-chirale Flüssigkristallmischung (C) mit der Phasenfolge I → N - SA - Sc wurde jeweils eine der erfindungsgemäßen Verbindungen zugemischt und deren Verdrillungsvermögen (Erzeugung einer Helix) in der nematischen und der
    Figure imgb0128
    -Phase untersucht. Die Bestimmung der Ganghöhe der induzierten Helix erfolgte, wie bei P. Kassubek et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 8, Seite 305 bis 314, 1969 beschrieben, in einer Keilzelle mit Orientierungsschicht durch Ausmessen der Versetzungslinien unter dem Polarisationsmikroskop. Die Bestimmung der Ganghöhe in der S
    Figure imgb0129
     -Phase erfolgte anhand des Beugungsmusters eines He-Ne-Laserstrahls (K. Kondo et al. Jpn. J. Appl. Phys. 21, 224 (1982)) sowie durch Vermessung der Versetzungsstreifen im Polarisationsmikroskop. Tabelle 2 faßt die Ergebnisse zusammen.
  • Besonders auffällig ist das enorme Verdrillungsvermögen der Substanz des Beispiels 10 (Anwendungsbeispiel A21), die daher sowohl in der N'- als auch in der S
    Figure imgb0130
     -Phase hervorragend zur pitch-Kompensation in Flüssigkristallmischungen geeignet ist.
    Figure imgb0131
    Figure imgb0132
    • Anwendungsbeispiel A31
  • Die Verbindungen der Formel (I) induzieren in orthogonalen smektischen Phasen (SA, SB, SE) den elektroklinen Effekt, dessen Größe durch den Differentialkoeffizienten (de/dE) angegeben wird. θ ist der vom elektrischen Feld E induzierte Neigungswinkel. Die Messung dieser Größe erfolgte in der
    Figure imgb0133
    -Phase, jedoch in derselben "bookshelf"-Anordnung und in derselben Zelle, die auch für die Polarisationsmessungen verwendet wurde (siehe Anwendungsbeispiel A1 bis A20). Der durch das elektrische Feld induzierte Neigungswinkel wird im Polarisationsmikroskop bei gekreuzten Polarisatoren gemessen, indem man die Dunkelstellungen auffindet, die zugehörigen Winkel am Drehtisch abliest und von diesen die feldfrei gemessenen Winkel abzieht. Zur Überprüfung der Wirksamkeit der Verbindungen (I) wurde der elektrokline Koeffizient der im Anwendungsbeispiel A9 definierten Mischung bei einer Temperatur von 48° C bestimmt. Wir erhielten (de/dE) = 2,5 • 10-9 rad m/V.

Claims (10)

1. Verwendung von optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureestern als Dotierstoffe in Flüssigkristallmischungen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel I verwendet werden
Figure imgb0134
in der die Symbole und Indices folgende Bedeutung haben:
R'
Figure imgb0135
oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkenylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, wobei diese Reste selbst asymmetrische C-Atome enthalten können, eine oder mehrere nicht benachbarte -CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -CO-, -O-CO- und/oder -CO-O-ersetzt sein können, und wobei ein oder mehrere H durch F, CI, Br oder CN ersetzt sein können
R2 H oder Alkyk mit C1-C16, oder Cyclohexyl oder Bicyclohexyl, die auch jeweils in Position 4 bzw. 4' durch eine Alkylkette mit 1 bis 16 C-Atomen substituiert sein können,
R3 oder Alkyl mit 1 bis 16 C-Atomen
j und I null, 1 oder 2
k und m null oder 1
n null, 1 oder 2
mit folgender Maßgabe: wenn j und/oder I = null sind, ist k = null; wenn n = null ist, ist m = null; die Summe j + I + n ist minimal 1 und maximal 3,
-A', -A2
Figure imgb0136
Figure imgb0137
Figure imgb0138
Figure imgb0139
Figure imgb0140
Figure imgb0141
Figure imgb0142
-M1, -M2 -CO-O, -O-CO, -CH2CH2 , -CH=CH , -CH20 , -OCH2
X 0 oder S.
3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (IV) verwendet werden
Figure imgb0143
worin bedeuten:
R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 6 bis 12 C-Atomen, der ein asymmetrisches C-Atom enthalten kann;
-M3 -0, -S, -0-CO oder -CO
-A4
Figure imgb0144
Figure imgb0145
Figure imgb0146
Figure imgb0147
Figure imgb0148
oder 2
4. Optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 2.
5. Optisch aktive Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (IV) nach Anspruch 3.
6. Flussigkristallmischunt, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureester.
7. Flüssigkristallmischung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 2.
8. Flüssigkristallmischung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureester der allgemeinen Formel (IV) nach Anspruch 3.
9. Elektrooptisches Schalt- oder Anzeigeelement enthaltend eine Flüssigkristallmischung nach Anspruch 6.
10. Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Oxiran-2-carbonsäureestern der allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mesogene Phenole bzw. Thiophenole der allgemeinen Formel (11) mit Derivaten der Oxiran-2-carbonsäure der allgemeinen Formel (III) umsetzt, wobei Y eine OH-Gruppe oder Halogen bedeutet:
Figure imgb0149
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